Rumusrumus.com kali ini akan membahas ihwal pengertian dan rumus pemuaian panjang, luas, volume, rumus pemuaian pada gas beserta tabel koefisien muai panjang dan teladan soal pemuaian. untuk lebih lengkapnya simak klarifikasi dibawah ini
Pemuaian benda dipengaruhi pada ukuran benda mula-mula, jenis benda dan perubahan suhu.
Pemuaian Zat Padat
Pemuaian zat padat Pada dasar tejadinya ialah pemuaian volume pada benda. Tapi pada beberapa kasus, terkadang lebar dan atau tebal benda sanggup diabaikan. Sehingga dikenal istilah pemuaian panjang jikalau benda tersebut berupa kawat lurus yang panjang sehingga tebalnya sanggup diabaikan. Pada pemuaian luas terjadi pada plat tipis yang tebalnya diabaikan sehingga seolah hanya terjadi pertambahan luas. Olehnya itu pada zat padat dikenal tiga macam pemuaian yaitu :
- Pemuaian panjang
- pemuaian luas
- Pemuaian volume
Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang ialah bertambahnya panjang benda alasannya suatu peningkatan suhu. Seperti dijelaskan diatas pada masalah ini perubahan luas dan volume sanggup diabaikan sampai hanya terjadinya pada benda yang panjang tapi tipis
Rumus:
Keterangan rumus :
L = Panjang final benda (m)
L0 = panjang mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
Faktor-faktor pertambahan panjang :
- Kenaikan suhu ∆T , semakin suhunya meningkat maka pertambahan panjang semakin besar.
- Jenis benda (logam dan non logam), setiap zat padat memiliki konstanta (bilangan) yang disebut koefisien panjang benda (α). Semakin besar jenis benda maka pertambahan panjang semakin besar
- Panjang mula-mula Lo, semakin panjang mula-mula suatu benda maka pertambahan panjang setelah dipanaskan juga semakin besar
Pemuaian Luas
Pemuaian luas ialah pertambahan luas benda karna peningkatan suhu. Pemuaian luas terjadi pada benda luas yang tipis contohnya pada plat logam.
Rumus
Keterangan rumus :
A = Luas final benda (m)
A0 = Luas mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
Pemuaian Volum
Pemuaian volum ialah pertambahan volume benda karna peningkatan suhu. Pemuaian volume terjadi pada benda yang volumenya tidak sanggup diabaikan ibarat logam berbentuk kubus. Dan juga terjadinya pada zat cair dan zat gas.
Rumus :
Keterangan rumus :
V = Volume final benda (m)
V0 = Volume mula-mula (m)
α = koefisien muai panjang ( /0C )
ΔT = perubahan suhu (C0 )
Tabel Koefisien Muai Panjang
koefisien muai panjang itu sendiri ialah penambahan panjang suatu benda ketika suhunya dinaikan sebesar 1°C atau 1K. Koefisien muai panjang α untuk beberapa zat padat telah tersedia dalam table.
Pemuaian Pada Gas
Sifat muai gas sanggup digunakan untuk pembuatan termometer gas. Termometer gas ini digunakan untuk mengukur suhu yang rendah ibarat di dalam laboratorium. Jika reservoir gas dimasukkan ke dalam ruangan yang suhunya lebih tinggi daripada keadaan awalnya, maka gas akan memuai dan mendesak raksa yang terdapat di dalam pipa U.
Pemuaian pada gas yaitu pemuaian volume yang dirumuskan sebagai
V = Vo(1 + γ Δt)
Keterangan Rumus:
γ ialah koefisien muai volume.
Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 oC-1
Jenis-Jenis Pemuaian Pada Gas
Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu
- pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal)
- pemuaian gas pada volume tetap
- pemuaian gas pada tekanan tetap
1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)
Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku aturan Boyle, yaitu gas dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali tekanan dan volume gas ialah tetap.
Rumus :
P V = tetap atau P1 V1 = P2 V2
Keterangan Rumus :
P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)
2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap (Isobar/Pengayaan)
Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku aturan Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas.
Rumus :
V1/T1 = V2/T2
Keterangan Rumus :
V = volume (L)
T = suhu (K)
3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik/Pengayaan)
Pemuaian gas pada volume tetap berlaku aturan Boyle-Gay Lussac, yaitu jikalau volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya.
Rumus
P1/T1 = P2/T2
Keterangan rumus :
P = tekanan (atm)
V = volume (L)
T = suhu (K)
Contoh Pemuaian
- Rel Kereta Api, jikalau di perhatikan sambungan diantara rel kereta diberi jarak. Jarak ini berfungsi pada ketika siang hari dimana cuaca panas dan rel memuai maka rel tidak menjadi bengkok.
- Mengeling atau pengelingan, pengelingan yaitu proses penyambungan dari dua plat logam. Dua plat logam yang hendak disambungkan kemudian dilubangi, Lubang tersebut kemudian dimasukan dan dipasangi oleh paku keling yang telah dipanaskan. Jika paku keling nya telah dingin, maka ukurannya akan menyusut sehingga kedua plat logam tadi tersambung dengan kuat.
- Ban Mobil dan Motor. ketika mengisi angin, kondisi ban dihentikan terlalu penuh/keras alasannya udara di dalam ban akan memuai disaat panas sehingga sanggup menyebabkan ban mobil/motor meledak atau pecah
- Proses Pemasangan Kaca Pada Jendela, bingkai jendela umumnya diberi celah. ini dimaksudkan bila beling memuai pada siang, maka beling tersebut tidak pecah.
- Pemuaian Pada Balon Udara, balon udara sanggup terbang dan membumbung tinggi alasannya menggunakan prinsip pemuaian. Gas dalam balon dipanaskan, sampai memuai. Udara panas akan mendesak untuk naik ke atas, mencari udara yang lebih cuek dan inilah yang menyebabkan balon udara sanggup terbang.
- Pemasangan Kabel Telepon dan Listrik, lihatlah di sekeliling rumah maka akan di dapati kabel listrik yang dipasang oleh PLN terlihat kendur. Kabel tersebut berfungsi ketika siang hari dimana kabel memanjang dan pada ketika malam dimana kabel menyusut maka kabel itu tidak putus.
- Penggunaan Teknologi Bimetal. misal nya ialah pada termometer bimetal dan juga setrika listrik.
Contoh Soal Pemuian
Contoh soal 1
Sebuah benda terbuat dari baja memiliki panjang 1000 cm. Berapakah pertambahan panjang baja itu, jikalau terjadi perubahan suhu sebesar 50°C?
Penyelesaian:
Diketahui :
L0 = 1000 cm
∆T = 50 °C
α = 12 × 10-6 °C-1 (lihat di tabel koefisien muai panjang)
Ditanyakan : ∆L = …?
Jawab :
L = L0(1 + α∆T)
L = L0 + L0α∆T
L – L0 = L0α∆T
∆L = L0α∆T
∆L = 1000 × 12 × 10-6 × 50
∆L = 60 cm
Maka, pertambahan panjang benda itu ialah 60 cm
Contoh soal 2
Seutas kawat aluminium pada pagi hari (20°C) memilik panjang 2 m. Jika koefisen muai panjangnya 24 x 10-6 °C^-1, berapakah pertambahan panjangnya di siang hari (30°C)?
Penyelesaian:
Diketahui: T1 = 20°C
T2 = 30°C
Lo = 2 m
α = 24 x 10-6°C^-1
Ditanyakan: ∆L = …?
Jawab:
∆L = α x Lo ∆T
= α x Lo (T2 – T1)
= 24 x 10-6°C^-1 x 2 m x (30 – 20)°C
= 24 x 10-6°C^-1 x 2 m x 10°C
∆L = 48 x 10^-5 m
Demikianlah pembahasan ihwal artikel ini, Semoga bermanfaat
Baca Juga :
Sumber https://rumusrumus.com